ADAMS火炮供弹机动力学与控制系统设计(2)

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4.4 MATLAB+ADAMS仿真步骤与调试 23

4.5 联合仿真结果分析 28

总结 31

致谢 32

参考文献 33

1 绪论

1.1 研究背景

未来大口径火炮武器机械系统的核心和关键技术是弹药自动装填系统，同样也是现代大口径火炮武器的必然趋势。目前各国采用的大口径火炮武器系统的弹药自动装填技术大体上原理相同，主要采用液压弹射、气压弹射，机械手等方式。虽然从一定程度上取得了自动装填的效应，但也存在很大弊端。首先所采用的自动装填系统占用内部空间太大，其次会造成较低的空间利用率。相对前面采用的技术，链传动具有很明显的优势，链传动是一种应用广泛具有中间柔性件的机械传动，一方面具有齿轮传动特点，另外又带传动的特性。首先链传动的结构紧凑且传动距离长，其次链式传动装置可以弯曲，为此自动装填系统中采用链式传动结构可以很大程度上减小整个系统的尺寸，从而提高了整个大口径火炮武器的空间利用率，目前国内针对火炮武器的弹药自动装填系统均从各方面采用了链式传动结构。

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要工作

本文以某自行火炮回转式链传动供弹机为研究对象，建立某自行火炮链式自动供弹机的三维实体模型和多刚体动力学模型。并用ADAMS软件和MATLAB/Simulink软件进行受控动力学仿真。虚拟样机建模可以分成以下四步：

(1)利用SolidWorks创建供弹机的三维实体零件模型，然后进行整个系统装配，并进行干涉检查。

(2)将在SolidWorks中装配好的三维实体模型导入到ADAMS中，在ADAMS中添加复杂约束，定义驱动，建立需要观察的参数。

(3)利用ADAMS对供弹机的虚拟样机进行仿真，通过对一些参数的分析来考察所建的虚拟样机是否合理。

(4)使用ADAMS和MATLAB/Simulink联合仿真，对结果进行分析计算。

针对动力学仿真效果较好的链式回转供弹机模型，推导其在静态情况控制算法，分析其现有常规控制的缺陷，然后采用被控对象近似数学模型替代,使用ADAMS和MATLAB/simulink联合仿真观察控制效果。

2 供弹机模型三维实体建模

为了建立供弹机机构的虚拟样机模型，首先建立系统的三维模型。供弹机机构是一个较复杂的机械系统，其三维模型的建立过程也是一项复杂的工作。所建模型的好坏与否对以后的动力学仿真有着重要的影响。因此在建模前，必须充分理解所构造的机械结构的各个零部件的外形以及之间的装配关系。在实体建模时应该严格按照实际的尺寸来进行，以达到仿真的可信度，从而达到对实际工程的指导作用。由于供弹机机构涉及零部件数目较多，而多体系统动力学仿真软件ADAMS本身的建模功能有限，因而选用建模功能较为强大的SolidWorks软件建立供弹机机构的三维实体模型，然后导入到ADAMS软件中进行动力学仿真分析。

2.1 三维建模软件SolidWorks介绍

SolidWorks为达索系统（Dassault Systemes S.A）下的子公司，专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品。由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的Parasolid内核（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术，SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件。与其他同领域的CAD软件相比，SolidWorks有以下特点：